(57)【要約】  被検者の睡眠を監視する睡眠監視システム（１０）が開示される。当該システムは、ＣＯ２センサ（２１）と、ＣＯ２センサに通信可能に結合されるプロセッサ（３１）とを有し、前記プロセッサは、ＣＯ２センサにより生成されたセンサデータからＣＯ２濃度を監視し、監視したＣＯ２濃度から睡眠パターン情報を導出するよう適応され、睡眠パターン情報は、少なくとも、被検者が覚醒していることの指示、及び被検者が眠っていることの指示を有する。睡眠監視方法及びコンピュータプログラムも開示される。
2019519277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の睡眠を監視する睡眠監視システムであって、ＣＯ２センサと、該ＣＯ２センサに通信可能に結合されるプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、
前記ＣＯ２センサにより生成されたセンサデータからのＣＯ２濃度を監視し、
前記の監視したＣＯ２濃度から睡眠パターン情報を導出する、
よう適応され、前記睡眠パターン情報は、少なくとも、前記被検者が覚醒していることの指示、及び前記被検者が眠っていることの指示を有し、
前記プロセッサは、さらに、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より大きいとき、前記被検者が覚醒していることの指示を提供し、
前記監視したＣＯ２濃度の前記上昇レートが前記第１閾より小さいとき、前記被検者が眠っていることの指示を提供する、よう構成され、任意的に、前記プロセッサは、前記睡眠監視システムの現場校正により前記第１閾を決定するよう適応される、睡眠監視システム。
【請求項２】
前記被検者が眠ろうとしていることの指示を生成する更なるセンサを更に有し、前記プロセッサは、前記ＣＯ２センサ及び前記更なるセンサにより生成されたセンサデータから睡眠パターン情報を導出するよう適応され、任意的に、前記更なるセンサは、光センサ、音センサ、又はユーザインタフェースセンサである、請求項１に記載の睡眠監視システム。
【請求項３】
前記睡眠パターン情報は、睡眠効率の指示を更に有し、前記プロセッサは、
前記被検者が眠ろうとしていることの前記指示により開始され及び前記被検者が起きようとしていることの指示により終了する第１時間期間、及び、
前記被検者が眠っていることの指示により開始し及び前記被検者が眠っていることの前記指示に続く前記被検者が覚醒していることの指示により終了する第２時間期間、
から前記睡眠効率の前記指示を計算するよう適応される、請求項２に記載の睡眠監視システム。
【請求項４】
前記プロセッサは、さらに、前記監視したＣＯ２濃度から、前記被検者の前記センサデータから睡眠段階を識別するよう適応され、前記プロセッサは、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが前記第１閾より大きいとき、前記被検者が覚醒していると識別し、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが前記第１閾と第２閾との間であるとき、浅い睡眠段階を識別し、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが前記第２閾より低いとき、深い睡眠段階を識別する、
よう適応される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の睡眠監視システム。
【請求項５】
前記被検者に対する感覚刺激を生成する出力装置を更に有し、前記プロセッサは、さらに、識別した睡眠段階に応答して、前記出力装置に対する制御信号を生成するよう適応され、前記出力装置は、香気放出装置、音声出力装置、及び光出力装置のうちの少なくとも１つを有する、請求項４に記載の睡眠監視システム。
【請求項６】
前記プロセッサは、さらに、前記被検者の起床時間の前の所定時間長だけ、前記出力装置に対する制御信号を生成するよう適応される、請求項５に記載の睡眠監視システム。
【請求項７】
それぞれの感覚刺激を生成する複数の異なる出力装置であって、プロセッサはさらに、前記識別した睡眠段階に応じて１又は複数の選択した出力装置に対する制御信号を生成するよう適応される、出力装置、
ファンであって、前記プロセッサはさらに、識別した睡眠段階に応答して前記ファンに対する更なる制御信号を生成するよう適応される、ファン、
のうちの少なくとも１つを有する請求項６に記載の睡眠監視システム。
【請求項８】
前記睡眠監視システムは、少なくとも部分的に空調機、空気清浄機、人工呼吸機、又は調湿機に含まれる、請求項７に記載の睡眠監視システム。
【請求項９】
前記ＣＯ２センサを有する第１装置と、前記プロセッサを有する第２装置と、を有し、前記第１装置及び前記第２装置は、それぞれ、前記第１装置と前記第２装置との間の無線通信リンクを確立する無線通信モジュールを有し、前記第２装置はウェアラブル装置又はモバイル通信装置である、請求項１乃至８のいずれかに記載の睡眠監視システム。
【請求項１０】
被検者の睡眠を監視する方法であって、前記方法は、
測定したＣＯ２濃度を受信するステップと、
前記測定したＣＯ２濃度から睡眠パターン情報を導出するステップであって、前記睡眠パターン情報は、少なくとも、前記被検者が覚醒していることの指示、及び前記被検者が眠っていることの指示を含む、ステップと、
を有し、
前記睡眠パターン情報を導出するステップは、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より大きいとき、前記被検者が覚醒していることの指示を提供するステップと、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より低いとき、前記被検者が眠っていることの指示を提供するステップと、
を有する、方法。
【請求項１１】
睡眠パターン情報を導出するステップは、睡眠効率を決定するステップ、又は前記被検者の睡眠段階を決定するステップ、を有し、任意的に、睡眠効率を決定するステップは、
前記被検者が眠ろうとしていることの指示により開始し及び前記被検者が起きようとしていることの指示により終了する第１時間期間、及び、
前記被検者が眠っていることの指示により開始し及び前記被検者が眠っていることの前記指示に続く前記被検者が覚醒していることの指示により終了する第２時間期間、
から前記睡眠効率の指示を計算するステップを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれかに記載の睡眠監視システムのプロセッサ上で実行されると、前記プロセッサに請求項１０乃至１１のいずれに記載の方法を実施させるコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の睡眠を監視する睡眠監視システムに関する。
【０００２】
本発明は、被検者の睡眠を監視する方法に更に関する。
【０００３】
本発明は、被検者の睡眠の監視を実現するコンピュータプログラムに更に関する。
【背景技術】
【０００４】
睡眠は、私達の生活の重要な部分である。睡眠は、私達の体を休め、修復できるので、長期間の健康のために重要である。したがって、人々、つまり被検者が適正に眠ることは重要である。適正な睡眠無しでは、慢性的な健康問題が生じる場合がある。この理由から、例えば、睡眠障害を診断するために、又は被検者の眠っている限定空間内の雰囲気を作り出すことにより睡眠の進行を向上して被検者の睡眠の質を向上するために、被検者による睡眠の監視を実現する多くのソリューションが提案されてきた。
【０００５】
例えば、ＣＮ２０３１０１９５３Ａは、被検者の脳波を検出する脳波検出手段と、これらの脳波を分析して種々の睡眠段階を検出するよう構成される制御部と、を有しする装置であって、該装置は、空調機、調湿機、及び／又は照明制御部を制御して、検出した睡眠段階に応答して被検者の睡眠を向上させるよう構成される、装置を開示する。
【０００６】
ＵＳ２０１６／０１５３１５Ａ１は、ユーザの睡眠を監視し及び支援する睡眠支援システムを開示する。このシステムは、システムが病状を有する人々、高齢者、及び／又は妊婦により使用されるとき、及び予期しない状況が生じるとき、第三者に警報を提供する。検知ユニット、臨床装置、及びモバイル端末は、睡眠周期を監視し、及び／又はユーザの睡眠を向上させる。システムは、個人の睡眠パターンの理解の向上をユーザに提供し、環境に関する情報は睡眠の質に影響を与える。
【０００７】
ＵＳ２０１１／１９０５９４Ａ１は、患者の睡眠活動を監視する構成を開示する。この構成は、より正確な診断及びより効果的な処置を提供すると同時に、医療関係者が患者と遠隔で通信し及びアクセスすることを通信機器が可能にするので、処置の供給のための患者毎の所要臨床時間を短縮する。ディスプレイ及び処理ユニットは、環境条件又は患者の条件の変化が生じる時点を追跡するので、条件の変化の期間及び頻度の両者が測定できる。
【０００８】
このような装置の欠点は、それらが眠ろうとしている被検者との物理的接触を必要とすることである。同様のソリューション、例えば圧力センサ等が被検者の眠ろうとしているマットレスに適合されるソリューションは、同じ問題に更に直面し、又は正確性の問題に直面する場合がある。この物理的接触は、不快であると感じられ、したがって監視中の被検者の睡眠を混乱させてしまう。したがって、より控えめな方法で睡眠を監視できる睡眠監視システムが必要である。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、正確な睡眠情報を取得するために、睡眠中の被検者との物理的接触を必要としない睡眠監視システムを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、さらに、正確な睡眠情報を取得するために、睡眠中の被検者との物理的接触を必要としない、被検者の睡眠を監視する方法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、さらに、コンピューティング装置での上述の方法の実施を実現するコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
一態様によると、被検者の睡眠を監視する睡眠監視システムであって、ＣＯ２センサと、ＣＯ２センサに通信可能に結合されるプロセッサとを有し、前記プロセッサは、ＣＯ２センサにより生成されたセンサデータからＣＯ２濃度を監視し、監視したＣＯ２濃度から睡眠パターン情報を導出するよう適応され、睡眠パターン情報は、少なくとも、被検者が覚醒していることの指示、及び被検者が眠っていることの指示を有する、システムが提供される。
【００１３】
本発明は、被検者の活動状態に応じる、被検者、つまり人により排出されるＣＯ２の量が、被検者が覚醒しているか又は眠っているかを正確に決定するために使用できるという見識に基づく。したがって、センサによりＣＯ２レベルを監視し、及び監視したＣＯ２レベルをプロセッサにより処理することにより、監視されている被験者に接触する必要がなく、睡眠パターン情報が導出できる。
【００１４】
一実施形態では、プロセッサは、監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より大きいとき、被検者が覚醒していることの指示を提供し、監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より低いとき、被検者が眠っていることの指示を提供するよう適応される。例えば、プロセッサは、睡眠監視システムの現場校正により、第１閾を決定するよう適応されて良い。
【００１５】
睡眠監視システムは、被検者が眠ろうとしていることの指示を生成する更なるセンサを更に有して良い。ここで、プロセッサは、ＣＯ２センサ及び更なるセンサにより生成されたセンサデータから睡眠パターン情報を導出するよう適応される。これは、例えば、睡眠監視システムが被検者の睡眠効率指標を決定するよう構成されるとき、更なるセンサにより提供されるセンサデータが、被検者が睡眠に落ちようとし始める時点を決定するために又は被検者が起床する時点を決定するために使用され得るとき、有利である。例えば、更なるセンサは、光センサ、音センサ、又はユーザインタフェースセンサであって良い。
【００１６】
一実施形態では、睡眠パターン情報は、睡眠効率の指示を更に有する。このような指示は、被検者の睡眠の効率又は質を決定するために使用されて良い。これは、例えば、被検者の特定の身体症状、例えば慢性疲労が混乱した睡眠パターンにより説明できるかどうかを決定するのに有用であり得る。
【００１７】
前記プロセッサは、前記被検者が眠ろうとしていることの前記指示により開始され及び前記被検者が起きようとしていることの指示により終了する第１時間期間、及び、前記被検者が眠っていることの指示により開始し及び前記被検者が眠っていることの前記指示に続く前記被検者が覚醒していることの指示により終了する第２時間期間、から前記睡眠効率の前記指示を計算するよう適応されて良い。
【００１８】
一実施形態では、プロセッサは、監視したＣＯ２濃度から、被検者についての前記センサデータから睡眠段階を識別するよう更に適応される。特定の睡眠段階、例えば浅い睡眠又は深い睡眠を決定することにより、睡眠監視システムは、被検者の睡眠条件を最適化するよう実現される。
【００１９】
この目的のために、プロセッサは、監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より大きいとき、被検者が覚醒していると識別し、監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾と第２閾との間であるとき、浅い睡眠段階を識別し、監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第２閾より低いとき、深い睡眠段階を識別するよう適応される。
【００２０】
睡眠監視システムは、被検者の睡眠条件を最適化するために、特定の睡眠段階の決定に応答して、特定の睡眠雰囲気を生成するよう適応されて良い。例えば、睡眠監視システムは、前記被検者のための感覚刺激を生成する出力装置を更に有して良く、前記プロセッサは、識別した睡眠段階に応答して、前記出力装置に対する制御信号を生成するよう更に適応される。例えば、出力装置は、香気放出装置、音声出力装置、及び光出力装置のうちの少なくとも１つを有して良い。
【００２１】
睡眠監視システムのプロセッサは、被検者の起床時間の前の所定時間量だけ、出力装置に対する制御信号を生成するよう更に適応されて良い。この方法では、被検者が起床するのに心地よい雰囲気が生成され得る。これは、新しい一日を始めるとき、被検者の健康を向上し得る。
【００２２】
睡眠監視システムは、それぞれ感覚刺激を生成する複数の異なる出力装置を有して良く、プロセッサは、識別した睡眠段階に応じて１又は複数の選択した出力装置に対する制御信号を生成するよう更に適応される。この方法では、特定の睡眠段階にとって最適な睡眠条件を生成するために、識別した睡眠段階に応じて種々の感覚刺激が生成される動的睡眠環境が生成され得る。
【００２３】
例えば、睡眠監視システムは、ファンを更に有して良く、前記プロセッサは、識別した睡眠段階に応答して、前記ファンに対する更なる制御信号を生成するよう更に適応される。
【００２４】
少なくとも幾つかの実施形態では、睡眠監視システムは、少なくとも部分的に空気清浄機、人工呼吸器、又は調湿機に含まれる。これは、２つの目的の機器であって、機器に睡眠監視システムの少なくとも部分を包含することにより、被検者が眠っている限定空間内の、被検者の特定の睡眠段階に合わせた雰囲気を生成できる機器が提供されるという利点を有する。
【００２５】
一実施形態では、前記睡眠監視システムは、前記ＣＯ２センサを有する第１装置と、前記プロセッサを有する第２装置と、を有し、前記第１装置及び前記第２装置は、それぞれ、前記第１装置と前記第２装置との間の無線通信リンクを確立する無線通信モジュールを有し、前記第２装置はウェアラブル装置又はモバイル通信装置である。このようなモジュラシステムは、特に柔軟であり、例えば睡眠監視データがセンサと別個の場所で収集されることを可能にする。したがって、睡眠監視の精度を向上するために、被監視被検者の非常に近くに配置できる小型センサを提供できる。
【００２６】
別の態様によると、被検者の睡眠を監視する方法であって、当該方法は、測定したＣＯ２濃度を受信するステップと、前記測定したＣＯ２濃度から睡眠パターン情報を導出するステップと、を有し、前記睡眠パターン情報は、少なくとも、前記被検者が覚醒していることの指示、及び前記被検者が眠っていることの指示、を提供することを含む、方法が提供される。本方法によると、被検者が眠っているか否かに関する有意義な情報は、被検者に接触することなく取得できる。これは、被検者が睡眠監視方法により邪魔されるリスクを低減する。
【００２７】
睡眠パターン情報を導出するステップは、監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より大きいとき、被検者が覚醒していることの指示を提供するステップと、監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より低いとき、被検者が眠っていることの指示を提供するステップと、を有して良い。これは、被検者が眠っているか起きているかを決定する直接的方法である。ここで、第１閾は直接的方法で、例えば校正を通じて、定めることができる。
【００２８】
睡眠パターン情報を導出するステップは、睡眠効率を決定するステップ、又は前記被検者の睡眠段階を決定するステップを有して良い。例えば、睡眠効率を決定するステップは、前記被検者が眠ろうとしていることの前記指示により開始され及び前記被検者が起きようとしていることの指示により終了する第１時間期間、及び、前記被検者が眠っていることの指示により開始し及び前記被検者が眠っていることの前記指示に続く前記被検者が覚醒していることの指示により終了する第２時間期間、から前記睡眠効率の指示を計算するステップを有して良い。睡眠効率のこのような指示は、被検者の睡眠の質に関する価値ある情報を提供できる。これは、例えば、慢性疲労のような特定の身体症状の原因を発見するために、及び／又は睡眠効率を向上するために被検者の睡眠条件を向上するために、使用できる。
【００２９】
特定の適切な睡眠条件を作り出すために、当該方法は、前記被検者の決定した睡眠段階に応答して、前記被検者のための所定の感覚刺激の生成をトリガするステップを更に有して良い。このような所定の感覚刺激は、工場設定であって良い。あるいは、代替として、当該方法は、ユーザから感覚刺激プログラムを受信するステップと、前記受信した感覚刺激プログラムに従い所定の感覚刺激を生成するステップと、を有して良く、したがって、当該方法は、特定ユーザにより特に心地よいと感じられる睡眠雰囲気を生成できる。
【００３０】
更に別の態様によると、本発明の実施形態による睡眠監視システムのプロセッサ上で実行されると該プロセッサに本発明の実施形態による方法を実施させるコンピュータ可読プログラム命令を埋め込まれたコンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータプログラムが提供される。このようなコンピュータプログラムは、本発明の実施形態による睡眠監視システムの部分として既存のコンピューティング装置の構成を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明の幾つかの実施形態は、更に詳細に且つ非限定的な例を用いて、添付の図面を参照して説明される。
【図１】一実施形態による睡眠監視システムを概略的に示す。
【図２】異なる覚醒状態に関連付けられた標準的な人間の通気量を示すグラフである。
【図３】人が活動している部屋の測定した屋内ＣＯ２レベルを示すグラフである。
【図４】人が覚醒しているが休息している部屋の測定した屋内ＣＯ２レベルを示すグラフである。
【図５】人が眠っている部屋の測定した屋内ＣＯ２レベルを示すグラフである。
【図６】人の標準的な睡眠周期の間の種々の睡眠段階を概略的に示すブロック図である。
【図７】別の実施形態による睡眠監視システムを概略的に示す。
【図８】さらに別の実施形態による睡眠監視システムを概略的に示す。
【図９】一実施形態による睡眠監視方法のフローチャートである。
【図１０】一実施形態による睡眠監視方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図面は単に概略であり縮尺通りに描かれないことが理解されるべきである。図面を通じて同じ参照符号は同じ又は同様の部分を示すために使用されることも理解されるべきである。
【００３３】
図１は、一実施形態による睡眠監視システム１０を概略的に示す。睡眠監視システム１０は、睡眠監視システム１０のセンサ装置２０が置かれた寝室のような限定空間の中の被検者の睡眠を監視するよう適応される。センサ装置２０は、少なくともＣＯ２センサ２１を有し、光センサ、音声センサ、例えばマイクロフォン、ユーザ入力センサ、例えばユーザインタフェース、等を含み得る１又は複数の更なるセンサ２３を有して良い。
【００３４】
センサ装置２０は、監視されるべき被検者の近くに置かれ得る独立型装置、例えばセンサボックス等であって良い。例えば、センサ装置２０は、患者の眠るベッドに、例えばベッドの頭板に挟める又は固定できるよう寸法決めされて良い。したがって、患者によるＣＯ２の呼気により生じるＣＯ２濃度の変化は、センサ装置２０の置かれた限定空間内の、例えば被検者の眠る寝室内の全空気体積にＣＯ２が拡散する前に、センサ装置２０により正確に監視できる。代替の実施形態では、センサ装置２０は、以下に詳述するように、限定空間内の待機条件を変更するよう適応される機器の部分を形成して良い。例えば、このような機器は、限定空間内の大気（空気）の清浄、湿度、温度、及び匂いレベルのうちの少なくとも１つを調整するよう適応されて良い。このような機能は、例えば、空気清浄機、空調機、空気調湿機、香り放出機、又は上述の機能のうちの１又は複数を含むいかなる機器に含まれて良い。
【００３５】
睡眠監視システム１０は、標準的に、プロセッサ３１を含むコンピューティング装置３０を含む。図１に示すように、コンピューティング装置３０は、センサ装置２０と別個の装置であって良い。例えば、コンピューティング装置３０は、パーソナルコンピュータ、例えばデスクトップコンピュータ又はラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント、スマートフォンのようなモバイル通信装置、スマート腕時計のようなウェアラブルスマート装置、等のようないかなる適切なコンピューティング装置であって良い。コンピューティング装置３０は、センサ装置２０を備える組立部を形成して良い。このような組立部では、コンピューティング装置３０は、個別エンティティであって良く、又は限定空間内の空気の状態を変更するよう適応される機器の部分を形成して良い。つまり、このような機器はプロセッサ３１を有して良い。プロセッサ３１は、いかなる適切なプロセッサ、例えば一般的なプロセッサ又は特定用途向けプロセッサであって良い。コンピューティング装置３０は、プロセッサ３１に通信可能に結合されるデータ記憶装置３３を更に有して良い。
【００３６】
コンピューティング装置３０は、ＣＯ２センサ２１により決定されるような、被検者の位置する限定空間内のＣＯ２レベルを取得するために、センサ装置２０と通信するよう構成される。ＣＯ２センサ２１及び存在する場合には更なるセンサ２３は、通信リンク２５を介してコンピューティング装置３０に通信可能に結合され、プロセッサ３１がこのようなセンサからセンサ読み取り値を受信できるようにする。このような通信リンクは、例えばセンサ２１、２３がコンピューティング装置３０に統合される場合には有線通信リンクであって良く、例えばセンサ２１、２３がコンピューティング装置３０と異なる装置内に、例えば別個のセンサ装置２０内に置かれる場合には無線通信リンクであって良い。この目的のために、このような無線通信リンクを介して通信可能に結合される個々の装置は、無線通信機（図示しない）を含んで良い。装置は、いかなる適切な無線通信プロトコル、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ又は５Ｇのようなモバイル通信プロトコル、適切な近距離通信（near−field  communication：ＮＦＣ）プロトコル又は周辺機器プロトコルのような、それら個々の無線通信機を通じて互いに通信して良い。このような無線通信の場合には、それぞれの装置は、互いに直接通信して良く、又は無線ブリッジ、ルータ、ハブ、等のような中継器を通じて互いに通信して良い。このような個々の装置の間の有線又は無線通信のいかなる適切な実施形態が考えられる。
【００３７】
プロセッサ３１は、ここではコンピューティング装置３０の部分を形成するよう示されるデータ記憶装置３３に更に通信可能に結合されて良い。このようなデータ記憶装置は、デジタルデータを格納するいかなる適切な装置、例えばランダムアクセスメモリ、キャッシュメモリ、フラッシュメモリ、固体記憶装置、ハードディスクのような磁気記憶装置、光記憶装置、等であって良い。代替として、データ記憶装置３３は、コンピューティング装置３０と別個であり、例えばＬＡＮ又はインターネットのようなネットワークを介してプロセッサ３１にアクセス可能なネットワーク記憶装置又はクラウド記憶装置であって良い。プロセッサ３１は、限定空間内の被検者について取得した過去の睡眠情報を収集し及び格納するために、例えば後に詳述するように被検者の睡眠効率を分析するために、結合されたセンサ２１、２３から受信したセンサデータをデータ記憶装置に格納して良い。
【００３８】
図１では、コンピューティング装置３０は、プロセッサ３１の制御下にある感覚出力装置３５を更に有する。このような感覚出力装置は、人間の感覚のうちの１つにより検出可能な出力を生成できるいかなる装置であって良い。例えば、感覚出力装置３５は、可視又は可聴出力を生成するよう適応されて良い。
【００３９】
プロセッサ３１は、プロセッサ３１により決定した被検者の睡眠効率を示す制御信号を生成するよう適応されて良い。この制御信号は、決定した睡眠効率を示す感覚出力を生成するよう感覚出力装置３５をトリガする。例えば、感覚出力装置３５は、被検者の決定した睡眠効率（又は睡眠監視履歴）を表示するよう適応されたディスプレイを有して良い。
【００４０】
図２は、異なる覚醒状態、つまり被検者の覚醒と睡眠との間の区別、を検出する能力の概念実証を提供する。図２は、３つの睡眠段階が識別されるグラフを示す。段階Ｉは覚醒であり、段階ＩＩは睡眠状態への遷移であり、段階ＩＩＩは睡眠状態である。ここでＸ軸は時間を示し（単位：分）、Ｙ軸は被検者の換気を示す（単位：１／分）。したがって、このグラフは、被検者が覚醒している状態から眠っている状態に行くと、換気（呼吸）量の顕著な減少を明確に示す。結果として、したがって、覚醒している状態から眠っている状態へ行くＣＯ２排出量も減少する。単位時間期間中に被検者により排出される監視されたＣＯ２量は、被検者が覚醒している又は眠っていることの指示子として使用できる。例えば、このような単位時間期間中に排出されるＣＯ２量が所定閾を超える場合、これは、被検者が覚醒していることを示すと考えられる。一方で、このような単位時間期間中に排出されるＣＯ２量が該所定閾より下に降下する場合、これは、被検者が眠っていることを示すと考えられる。
【００４１】
被検者の睡眠を監視するためにＣＯ２レベル監視の使用の実行可能性は、図３〜５により更に実証される。図３〜５では、運動中（図３）、休息中（図４）、及び睡眠中（図５）に被検者により排出されたＣＯ２レベルが、限定空間からのＣＯ２の損失を最小限に抑えるために密閉された窓及び扉を備える同じ限定空間（つまり２９．５ｍ３の一定体積を有する空間）内で、時間期間に渡りＣＯ２センサにより監視された。運動中、監視されたＣＯ２レベルは、１６．５ｐｐｍ／ｍｉｎのＣＯ２上昇レートに変換される。休息状態では（つまり、被検者は覚醒しているが休息している）、監視されたＣＯ２レベルは、３．０ｐｐｍ／ｍｉｎのＣＯ２上昇レートに変換される。一方で、被検者の睡眠状態では、監視されたＣＯ２レベルは、１．６ｐｐｍ／ｍｉｎのＣＯ２上昇レートに変換される。
【００４２】
直ちに理解できるように、これらのＣＯ２上昇レートの絶対値は、限定空間の体積、被監視被検者の体重及び／又は肺活量、限定空間からのＣＯ２の損失レート、等のような幾つかの因子に依存する。しかしながら、図３〜５のデータは、特定の被検者について、被監視被検者の種々の生理状態の間で、限定空間内でのＣＯ２レベルが上昇するレートに明らかな違いが存在することを明確に実証する。その結果、ＣＯ２レベルの上昇レートを決定し、及び該レートを所定閾と比較することにより、例えば被検者が覚醒しているか眠っているかに拘わらず、被監視被検者の生理状態に関して決定を行うことができることが、明確に実証される。
【００４３】
さらに、浅い睡眠状態にいる人が、深い睡眠状態にいる人と比べて、単位時間当たりにより高い換気（呼吸）容量を生成すること自体は良く知られている。したがって、被監視被検者の浅い睡眠状態と深い睡眠状態との間の区別も、限定空間内のＣＯ２レベルの上昇レートを監視し、決定した限定空間内のＣＯ２レベルの上昇レートを更なる所定閾と比較することにより、決定できる。ここで、浅い睡眠は、決定した限定空間内のＣＯ２レベルの上昇レートが更なる所定閾より高いときに検出され、深い睡眠は、決定した限定空間内のＣＯ２レベルの上昇レートが更なる所定閾より低いときに検出される。
【００４４】
一実施形態では、睡眠監視システム１０は、表１に従い被監視被検者の特定の生理状態を決定するよう構成されて良い（閾１は閾２より高い）。
【００４５】
【表１】
2019519277.tif 000003
【００４６】
前述のように、閾１及び閾２絶対値は、限定空間の体積、被監視被検者の体重及び／又は肺活量、限定空間からのＣＯ２の損失レート、等のような多数の因子に依存する。一実施形態では、睡眠監視システム１０により適用されるべきそれぞれの閾は、システムの校正を通じて取得されて良い。これは、いかなる適切な方法で達成されて良い。例えば、少なくとも睡眠監視システム１０のセンサ装置２０は、限定空間内に置かれて良く、時間期間に渡り、例えば被検者が限定空間内で眠る夜間、被検者を監視するために使用されて良い。センサ装置２０により収集されたデータは、限定空間内のＣＯ２レベルの上昇レートの標準的な変化を識別するために評価されて良い。この標準的な変化は、被検者の生理状態の変化、例えば覚醒状態から浅い睡眠状態への遷移、又は浅い睡眠状態から深い睡眠状態への遷移、を示す。その結果、収集したデータの中で、種々の生理状態が直ちに識別できる。したがって、これらの種々の生理状態（の間の遷移）に関連付けられた閾１及び閾２の適用可能な値は、収集したデータから直ちに導出できる。このような抽出される閾の精度を向上するために、校正中のデータ収集は、多数回、例えば多数の夜に渡り、繰り返されて良い。睡眠監視システム１０は、ユーザにより起動され得る校正モードを有して良い。例えば、睡眠監視システム１０は、例えばセンサ装置２０又はコンピューティング装置３０上に、ユーザインタフェースを有して良い。ユーザインタフェースは、例えば被監視被検者が眠ろうとしている場所の近くにあるセンサ装置２０のインストール後に、ユーザが校正モードを起動することを可能にする。
【００４７】
一実施形態では、睡眠監視システム２０は、被監視被検者の睡眠効率を決定するよう適応される。睡眠効率ＳＥは、以下のように定められる：
ＳＥ＝（ΔＴｓｌｅｅｐ）／（ΔＴｔｏｔａｌ）
ΔＴｔｏｔａｌは、被検者が眠ろうとしている合計時間である。一方、ΔＴｓｌｅｅｐは、被検者が実際に眠っている合計時間である。ΔＴｔｏｔａｌは、被検者が眠ろうとしていることの指示により開始され、被検者が起床することの指示により終了する、第１時間期間として定められる。被検者が起床することの指示は、標準的に、被検者が眠っていたことの指示の後に生じるが、これは厳密に必要ではない。例えば、被検者が全く眠れなかった状況では、被検者が眠っていることのこのような指示は得られない。
【００４８】
ΔＴｔｏｔａｌは、多くの方法で決定できる。例えば、この期間の開始点は、被検者が眠ろうとしていることの更なるセンサ２３による指示を収集することにより決定できる。これは、例えば、被検者がベッドに入ることを圧力センサが検出することであって良い。該圧力センサは、例えば、枕又はマットレス等に取り付けられて良い。しかしながら、このような指示は、被検者が、眠ろうとする前に、読書する又はテレビを観るようなゆったりした活動に始めに従事する場合に、あまり正確ではない場合がある。代替として、更なるセンサ２３は、限定空間内の光レベルの変化を検出する光センサであって良い。この方法では、被検者が、ベッドサイドのランプ又はＴＶのような限定空間内の照明を消す場合、これは、被検者が眠ろうとしていることの指示として解釈できる。このような指示は、時間期間ΔＴｔｏｔａｌの決定が開始される正確な指示であり得る。同様に、マイクロフォンのような音声センサは、ユーザがテレビを消すこと又は読書を止めることが限定空間内の雑音レベルの低減により検出できるので、この目的のために使用されて良い。更に別の実施形態では、被検者は、被検者が睡眠への試みを開始することの特に正確な指示を提供するために、センサ装置２０のユーザ入力センサ２３において、例えばユーザインタフェース上で、ユーザ入力を提供して良い。時間期間ΔＴｔｏｔａｌの終了点は、同様の方法で、例えば目覚ましを切ることを検出することにより、被検者による照明の点灯により、ＣＯ２センサ２１が被検者により排出されるＣＯ２のレートの上昇を決定すること等から、決定されて良い。
【００４９】
ΔＴｓｌｅｅｐは、被検者が眠っていることの指示により開始され、被検者が眠っていることの指示の後に生じる被検者が覚醒していることの指示により終了する、第２時間期間として定められる。混乱した睡眠パターンの場合、被検者は、被検者が眠っている多数の期間を経験し得る。このようなシナリオでは、被検者が眠っていた合計期間ΔＴｓｌｅｅｐは、被検者が眠っていたと決定された全期間を加算することにより得られる。
【００５０】
以上から理解されるように、合計時間ΔＴｓｌｅｅｐは、センサ装置２０により収集されたＣＯ２データを用いて決定されて良い。例えば、センサ装置２０は、被検者が眠ろうとしている限定空間内のＣＯ２レベルを周期的にサンプリングして良い。この周期的なデータは、合計時間ΔＴｓｌｅｅｐを決定するために使用できる。
【００５１】
例えば、合計時間ΔＴｓｌｅｅｐは、前にキャプチャされたデータ点に対するＣＯ２レベルの上昇レートが閾１より低かった周期的データの中のデータ点の数を計数することにより決定されて良い。収集したセンサデータからΔＴｓｌｅｅｐを決定する他の適切な方法は、当業者に直ちに明らかである。睡眠監視システム１０は、例えば、被監視被検者が例えばトイレ休憩などのために一時的にベッドから離れるシナリオも要因として含めるよう更に改良されて良い。この目的のために、睡眠監視システム１０は、例えば、被検者が所定時間期間内にベッドに戻ると決定された場合に、時間期間ΔＴｔｏｔａｌを決定し続けるよう構成されて良い。これは、いかなる適切な方法で、例えばＣＯ２センサ２１及び／又は上述した更なるセンサ２３のうちの１又は複数により提供されるセンサデータを用いて、決定されて良い。他の改良手法は、当業者に明らかである。
【００５２】
一実施形態では、睡眠監視システム１０は、被監視被検者の睡眠開始待ち時間（sleep  onset  latency：ＳＯＬ）を計算するよう更に適応される。睡眠開始待ち時間は、被検者が眠ろうとしている時点と、被検者が実際に眠っている時点と、の間の時間期間として定められる。前述のように、被検者が眠ろうとしている時点が決定されて良く、及び被検者が実際に眠っている時点が決定されて良い。
【００５３】
一実施形態では、睡眠監視システム１０は、任意的に睡眠開示待ち時間（ＳＯＬ）の指示を含む、計算した睡眠効率（sleep  efficiency：ＳＥ）の指示を、感覚出力装置３５上で提供するよう適応され、被監視被検者が彼又は彼女の睡眠効率を認識できるようにして良い。この目的のために感覚出力装置３５は、ポータブルなコンピューティング装置３０、例えばタブレット装置又はスマートフォンのようなモバイル通信装置、又は睡眠中に被監視被検者により装着できるウェアラブル装置、例えばスマート腕時計等に含まれて良い。これは、センサ装置２０がコンピューティング装置３０と別個である場合に、センサ装置３０とコンピューティング装置３０との間の短距離無線通信、例えばＮＦＣ若しくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が展開されるという更なる利点を有する。これは、エネルギ効率の観点で有利であり得る。
【００５４】
睡眠監視システム１０は、被監視被検者の睡眠履歴の評価を可能にするために、睡眠効率の履歴を構築するよう適応されて良い。例えば、プロセッサ３１は、睡眠監視データ及び／又はデータ記憶装置３３内の睡眠監視データから計算された睡眠効率を格納するよう適応されて良い。睡眠監視システム１０は、感覚出力装置３５としてディスプレイを有して良い。該ディスプレイには、データ記憶装置３３に格納された睡眠履歴が表示されて良い。この方法では、被監視被検者の睡眠効率の履歴が表示され評価されて良い。これは、被監視被検者の標準的な睡眠習慣に貴重な見識を提供し得る。このような見識は、例えば、被監視被検者の特定の身体症状が時間に渡る被監視被検者の睡眠効率により経験され得るかどうかを決定するために使用できる。
【００５５】
別の実施形態では、睡眠監視システム１０は、最適睡眠環境を生成するよう適応される。最適睡眠環境では、被監視被検者の生理状態、例えば被検者が覚醒している、浅い睡眠状態にある、又は深い睡眠状態にある、に依存して、睡眠監視システム１０は、被監視被検者の睡眠進行を支援するために感覚刺激を生成するよう適応される。これは図６に概略的に示される。図６では、覚醒している状態はＡとラベル付けされ、浅い睡眠状態はＢとラベル付けされ、深い睡眠状態はＣとラベル付けされる。図６中の種々のバーの高さは、対応する状態の被検者についての相対ＣＯ２上昇レートに対応する。各バーの幅は、特定の状態の期間の指示である。
【００５６】
図７は、睡眠監視システム１０の一実施形態を概略的に示す。ここで、睡眠監視システム１０は、コンピューティング装置３０により、例えばプロセッサ３１により提供される制御信号に応答して、感覚刺激４１を生成するよう適応される少なくとも１つの感覚出力装置４０を更に有する。プロセッサ３１は、識別された生理状態、例えば識別された睡眠段階に応答して、この制御信号を生成するよう適応されて良い。この状況では、覚醒している状態は特定の睡眠段階、つまり非睡眠段階として扱われることが理解されるべきである。センサ装置２０により提供されるセンサデータ、例えば被監視被検者が特定の睡眠段階に入ることを示すＣＯ２レベルに応答して、プロセッサ３１は、被監視被検者の特定の睡眠段階を拡張又は向上するために感覚出力装置４０による感覚刺激４１の放出をトリガするために制御信号を生成して良い。
【００５７】
センサ出力装置４０は、異なる種類の感覚刺激を生成するよう適応されて良い。或いは代替として、睡眠監視システム１０は、複数の感覚出力装置４０を有して良く、各感覚出力装置４０は、コンピューティング装置３０により生成された制御信号に応答して、異なる睡眠段階について、プロセッサ３１が異なる種類の感覚刺激の生成をトリガできるようにして良い。
【００５８】
特定の睡眠モードを拡張し又は向上し得る感覚刺激の一例は、風、波、風鈴の音、又は被監視被検者により落ち着くと考えられる任意の他の種類の音のような、可聴刺激である。一実施形態では、感覚出力装置４０は、このような音のライブラリを有して良い。ここで、睡眠監視システム１０は、このようなライブラリから特定の音のユーザ選択を可能にするユーザインタフェースを更に有する。
【００５９】
特定の睡眠モードを拡張し又は向上し得る感覚刺激の別の例は、ラベンダ又はパイン調を含む香水の香り、被監視被検者を起こす過程で生成され得る朝食の匂い、等である、被監視被検者により快適及び／又は落ち着くとして感じられる特定の香り又は匂いのような嗅覚刺激である。このような嗅覚刺激を提供するよう適応される感覚出力装置４０、つまり香気放出装置は、限定空間内で嗅覚刺激の目標レベルを維持するために、嗅覚刺激を周期的に放出するよう適応されて良い。このような嗅覚刺激を提供するよう適応される感覚出力装置４０は、ユーザ指定レートで嗅覚刺激を放出するよう更に適応されて良い。
【００６０】
この目的のために、睡眠監視システム１０は、ユーザが感覚出力装置４０により嗅覚刺激の放出されるべきレートを指定できるようにするユーザインタフェースを有して良い。一実施形態では、このような嗅覚刺激を提供するよう適応される感覚出力装置４０は、嗅覚刺激のライブラリ、つまりこのような嗅覚刺激を生成する化合物を含む幾つかの容器、を有して良い。ここで、睡眠監視システム１０は、被監視被検者が該被検者の特定の睡眠段階中に生成されるべき特定の嗅覚刺激を選択できるようにするユーザインタフェースを有する。いかなる適切な香気放出装置は、感覚出力装置４０として配置されて良い。例えば、香気放出装置は、特定の香気の詰まった１又は複数のカートリッジを有して良い。このカートリッジは交換可能であって良い。香気放出装置は、香気放出装置から香気を放つ噴霧器等を有して良い。他の良く知られた香気放出メカニズムが同等に適用可能である。
【００６１】
特定の睡眠モードを拡張し又は向上し得る感覚刺激の更に別の例は、光学刺激、例えば照明である。例えば、感覚出力装置４０は、コンピューティング装置３０の制御下にある光出力装置であって良い。
【００６２】
特定の睡眠モードを拡張し又は向上し得る感覚刺激の更に別の例は、空調である。このような空調は、被監視被検者の眠っている限定空間内の空気の温度及び湿度のうちの少なくとも１つを調整できる空調機により生成されて良い。一実施形態では、コンピューティング装置３０は、換気量の減少が限定空間内の空調要件がこの段階で緩和され得ることを意味するので、或いは、被監視被検者がファンの雑音により起きてしまうリスクを低減するために睡眠中の雑音レベルの低下が望ましいので、例えば被監視被検者が眠りに落ちるとファン速度を低減するよう、このような機器の中のファンを調節するよう適応されて良い。
【００６３】
この方法では、被監視被検者の健康な睡眠パターンを促す睡眠の雰囲気が生成され得る。例えば、被検者の睡眠の初期段階の間、つまり、被検者が眠りに落ちようとしている時間期間の間、上述のＣＯ２センサ２０により提供される測定値から被監視被検者が浅い睡眠又は深い睡眠状態に入ったことが決定される時点まで継続し得る特定の香気及び／又は１又は複数の落ち着く音声を用いて、落ち着く雰囲気が生成され得る。ここで、睡眠雰囲気は、特定の香気及び／又は１又は複数の落ち着く音声の生成を終了することにより、及び睡眠監視システム１０の空調ユニットにより生成される空気流を調整する、例えば減少することにより、変更されて良い。このような睡眠雰囲気は、睡眠監視システム１０の中で予め定められて良い。
【００６４】
睡眠監視システム１０は、このような睡眠雰囲気のライブラリ、並びに該ライブラリから特定の睡眠雰囲気のユーザ選択を可能にするユーザインタフェースを有して良い。このような一実施形態では、プロセッサ３１は、標準的に、ユーザ選択された睡眠雰囲気及びセンサ装置２０により提供されたセンサ信号、つまり上述したように被検者が眠ろうとしていること及び特定の睡眠段階に入ることの指示に従い、１又は複数の感覚出力装置４０のための制御信号を生成するよう適応される。
【００６５】
代替として、睡眠監視システム１０は、ユーザが個人睡眠雰囲気を睡眠監視システム１０にプログラミングすることを可能にするようプログラム可能であって良い。この場合、プロセッサ３１は、標準的に、指定された個人睡眠雰囲気及びセンサ装置２０により提供されたセンサ信号、つまり上述したように被検者が眠ろうとしていること及び特定の睡眠段階に入ることの指示に従い、１又は複数の感覚出力装置４０のための制御信号を生成するよう適応される。
【００６６】
一実施形態では、睡眠監視システム１０は、被監視被検者が心地よく目覚めることを保証するために、被監視被検者の起床時間の前に特定の睡眠雰囲気を生成するよう更に適応されて良い。例えば、被監視被検者が睡眠監視システム１０のユーザインタフェースで起床時間を指定することにより、プロセッサ３１は、限定空間内でこの特定の睡眠雰囲気の生成を生じさせるために、この起床時間の前の所定時間量、感覚出力装置４０のうちの１又は複数に対する更なる制御信号を生成するよう適応される。このような特定の雰囲気は、例えば、睡眠監視システム１０の空調ユニットにより生成される空気流の段階的増加、限定空間内の温度の変化、新鮮なコーヒーの匂い、又は起床に関連付けられる別の心地よい匂い、等を有して良い。このような感覚刺激のいかなる組み合わせも想定可能である。特定の雰囲気の生成は、可聴アラームの代わりに使用されて良く、又は可聴アラーム、例えば目覚まし時計などにより生成されるアラームと組み合わせて使用されて良い。
【００６７】
一実施形態では、睡眠監視システム１０は、被監視被検者の標準的な起床パターン、例えば平日の特定の起床時間及び週末の特定の起床時間を導出するために、プロセッサ３１により収集された履歴睡眠データを評価する知的ソフトウェアを含んで良い。本実施形態では、睡眠監視システム１０が被監視被検者の標準的な起床習慣を学習すると、睡眠監視システム１０は心地よく目覚める雰囲気が生成され得る適切な時点を自動的に決定できるので、被監視被検者は、もはや特定の起床時間を指定する必要がない。
【００６８】
図７では、１又は複数の感覚出力装置４０は、コンピューティング装置３０及び／又はセンサ装置２０と別個の個別装置である。本実施形態では、１又は複数の感覚出力装置４０は、いかなる適切な方法で、通信チャネル２５について上述したように例えば無線若しくは有線通信を通じて、コンピューティング装置３０に通信可能に結合されて良い。しかしながら、１又は複数の感覚出力装置４０のうちの少なくとも幾つかは、コンピューティング装置３０及び／又はセンサ装置２０を更に含む機器の部分を形成することが同等に実現可能である。例えば、このような機器は、空調機、空気清浄機、人工呼吸器、又は調湿機であって良い。
【００６９】
図８は、吸気口５３、排気口５５、及び空気還流経路５１、例えば吸気口５３と排気口５５との間に延びる流体管を有する空気清浄機により具現化される睡眠監視システム１０の例示的な実施形態を概略的に示す。ファン５０は、空気還流経路５１を通る空気の流速を制御するために、空気還流経路５１に配置されて良い。ファン５０は、空気清浄機に統合されるプロセッサ３１により制御されて良い。上述のように、プロセッサ３１は、被監視被検者の特定の睡眠段階の検出に応答して、ファン５０の測度を制御するよう適応されて良い。センサ装置２０は、また、本実施形態において空気清浄機に統合される。更に、前述のＣＯ２センサ２１及び１又は複数の更なるセンサ２３は、吸気口５３を通じて空気清浄機に入る空気の汚染度を監視する１又は複数の追加センサ２５を更に有して良い。プロセッサ３１は、空気清浄機の置かれている限定空間内の空気品質が適切に調整されることを補償するために、１又は複数の追加センサ２５により提供されるセンサデータに応答して、ファン５０のファン速度を調整するよう更に適応されて良い。このようなセンサに基づくファン速度調整は、それ自体良く知られており、簡単のためにここで更に説明されない。
【００７０】
空気清浄機は、１又は複数の汚染物質除去構造１１０、例えばそれ自体良く知られたフィルタ等を更に有する。したがって、これは、簡単のために更に説明されない。空気清浄機は、前述のようにセンサ装置２０により提供されたセンサデータからのプロセッサ３１による特定の睡眠段階の検出に続きプロセッサ３１により提供される制御信号に応答して感覚出力４１を生成する１又は複数の感覚出力装置４０を更に有する。このような統合睡眠監視システム１０は空気清浄機について詳細に説明されたが、このような統合睡眠監視システム１０を、空調機、加湿器、人工呼吸器、等のような空気処置機器に同様に実装することが同等に可能である。
【００７１】
ここで、睡眠監視システム１０の実施形態は、複数の被検者が眠っている限定空間内も使用できることに留意する。例えば、このようなシナリオでは、特定の被検者にローカルな（ＣＯ２）検知能力及び感覚刺激生成を備える複数の睡眠監視システムが、特定の被検者のために調整された局所的睡眠雰囲気を生成するために展開されて良い。代替として、特定の被監視被検者にローカルに配置され得る複数のセンサを有し且つ特定の感覚刺激のための複数の出口を有する単一の睡眠監視システム１０が、考案されても良い。例えば、睡眠監視システム１０は、特定の被検者、つまり被監視被検者に向かって感覚刺激を直接放つよう構成されて良い。したがって、同じ限定空間内に複数の被検者がいる場合、被監視被検者だけが、感覚刺激により主に目標とされ、それにより他の被検者が感覚刺激を（大幅に）経験するリスクを低減する。
【００７２】
本発明の実施形態はＣＯ２監視の文脈で記載されたが、換気（呼吸）により影響を受ける別の気体、例えばＯ２が監視される代替の実施形態が例えばＣＯ２監視データを支援し又は置き換えて良いことが理解されるべきである。
【００７３】
図９は、本発明の睡眠監視方法１００の例示的な実施形態のフローチャートである。睡眠監視方法１００は、１０１で、例えば睡眠監視システム１０をオンにすることにより又は有効にすることにより、開始する。その後、方法は、１０３に進み、被監視被検者が眠ろうとしているかどうかが決定される。睡眠のために適応される被監視被検者のこのような指示は、被監視被検者が照明を消す、テレビ若しくはラジオを消す、本を置くことにより得られて良く、前述のように被監視被検者が眠ろうとしていることを示すユーザ入力を提供する。方法１００は、このような指示が得られるまで、１０３に留まる。その後、方法１００は、１０５に進み、ＣＯ２センサデータの精度を向上するために望ましくは被監視被検者の直ぐ近くにあるＣＯ２センサを用いて、被監視被検者が眠ろうとしている限定空間内でＣＯ２センサデータが収集される。
【００７４】
方法１００は、１０９で被監視被検者の睡眠が終了したこと、つまり被検者が起きたことの指示が受信されるまで、１０７で時間期間に渡り受信したＣＯ２センサデータを収集し続ける。このような指示は、例えば、アラームを切ること、照明が点けられること、限定空間内のＣＯ２レベルの上昇レートの急激な増大、被検者が目覚めたことの指示を被監視被検者が睡眠監視システム１０のユーザインタフェース上で提供すること、等により得られて良い。方法１００は、続いて１１１へ進み、被監視被検者の睡眠効率が、上述のように収集された指示及び収集されたＣＯ２センサデータから導出される。具体的に、上述の睡眠効率ＳＥは、上述のΔＴｔｏｔａｌ及びΔＴｓｌｅｅｐから決定され、睡眠開始待ち時間ＳＯＬは、上述のように決定されて良い。方法１００は、方法１００が１１３で終了する前に、上述の睡眠監視システム１０の一実施形態のディスプレイ装置上に可視メッセージを生成することにより、睡眠効率及び／又は睡眠開始待ち時間を示す感覚出力を更に生成して良い。
【００７５】
図１０は、本発明の睡眠監視方法１００の別の例示的な実施形態のフローチャートである。図１０で、ステップ１０１、１０３、１０５、及び１０７は、図９のステップと同じであり、したがって簡単のために再び記載されない。本実施形態では、１０７で収集されたＣＯ２センサデータは、１１５において、被監視被検者の特定の睡眠段階、例えば被監視被検者が覚醒しているか、浅い睡眠状態か、又は深い睡眠状態か、を決定するために利用される。これは、限定空間内のＣＯ２レベルの上昇レートを所定閾、例えば上述のような閾１及び閾２と比較することにより導出できる。
【００７６】
被監視被検者の識別された睡眠段階は、１１７において、上述のように例えば落ち着く音声又は心地よい香りを生成することにより、照明効果の生成、調光又は無効化により、被監視被検者の眠っている限定空間内の空気の空調を変更すること、等により、該睡眠段階の効率を拡張し又は向上するために、識別された睡眠段階に特化した、被監視被検者に対する感覚刺激の生成をトリガするために使用されて良い。続いて、１１９で、例えば被監視被検者が起床したために、方法が終了するかどうかがチェックされる。そうでない場合、方法１００は１０７に戻って良い。
【００７７】
その他の場合、１１３で方法は終了して良い。
【００７８】
一実施形態では、携帯電話機、タブレット装置、スマート腕時計のようなウェアラブルスマート装置、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ等にインストール可能な、ユーザが睡眠監視システム１０の実装をプログラムできるようにするアプリのようなコンピュータプログラムが提供され得る。例えば、このようなアプリは、ユーザが該ユーザの睡眠中に生成されるべき特定の（個人の）睡眠雰囲気を指定することを可能にできる。ここで、個人の睡眠雰囲気は、アプリにより睡眠監視システム１０に通信されて良く、睡眠監視システム１０が適切な時点で、つまりアプリにより指定されたような該ユーザの種々の睡眠段階の間に、指定された感覚刺激を生成できるようにする。
【００７９】
本発明の態様は、睡眠監視システム１０及び被検者の睡眠を監視する方法１００として具現化され得る。本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上に具現化されるコンピュータ可読コードを有する１又は複数のコンピュータ可読媒体で具現化されるコンピュータプログラムの形式を取って良い。コードは、標準的に、このような睡眠監視システム１０のプロセッサ３１で実行されると、睡眠監視方法１００を実施するためのコンピュータ可読プログラム命令を具現化する。
【００８０】
１又は複数のコンピュータ可読媒体のいかなる組合せが用いられて良い。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体であって良い。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、限定ではないが、電子、磁気、光、電磁気、赤外線、又は半導体システム、機器、又は装置、又はそれらのいかなる適切な組合せを有して良い。このようなシステム、機器、又は装置は、いかなる適切なネットワーク結合を介してアクセス可能である。例えば、システム、機器、又は装置は、ネットワークを介するコンピュータ可読プログラムコードの検索のために、ネットワークを介してアクセス可能であって良い。このようなネットワークは、例えば、インターネット、モバイル通信ネットワーク、等であって良い。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非包括的リスト）は、１又は複数のワイヤを有する電気接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、又はそれらのいかなる適切な組合せ、を含み得る。本願の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、機器又は装置により若しくはそれらと関連して使用するためのプログラムを有し又は格納し得るいかなる有形媒体であり得る。
【００８１】
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドで又は搬送波の一部として具現化されるコンピュータ可読プログラムコードを有する伝搬されるデータ信号を有して良い。このような伝搬される信号は、電磁、光、又はそれらのいかなる適切な組合せを含むがこれらに限定されない種々の形式のうちのいかなる形式を取って良い。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく及び命令実行システム、機器若しくは装置により若しくはそれと接続して使用するためにプログラムを通信、伝搬又は送信できるいかなる適切なコンピュータ可読媒体であって良い。
【００８２】
コンピュータ可読媒体上に具現化されるプログラムコードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等又はこれらのいかなる適切な組合せを含むがこれらに限定されないいかなる適切な媒体を用いて送信されて良い。
【００８３】
プロセッサ３１上での実行により本発明の方法を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語若しくは類似のプログラミング言語のような従来の手続き型プログラミング言語を含む１又は複数のプログラミング言語の組合せで記述されても良い。プログラムコードは、独立型ソフトウェアパッケージとして、例えばアプリとして、プロセッサ３１上で全体が実行されて良く、又はプロセッサ３１上で部分的に及びリモートサーバ上で部分的に実行されて良い。後者のシナリオでは、リモートサーバは、ＬＡＮ（local  area  network）又はＷＡＮ(wide  area  network)を含む如何なる種類のネットワークを通じて睡眠監視システム１０に結合されて良く、或いは（例えば、インターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを通じて）外部コンピュータへの接続が生成されて良い。
【００８４】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムのフローチャート図及び／又はブロック図を参照して記載される。フローチャート図及び／又はブロック図の各ブロック、及びフローチャート図及び／又はブロック図のブロックの組み合わせは、睡眠監視システム１０のプロセッサ３１上で全体が又は部分が実行されるコンピュータプログラム命令により具現化され、命令がフローチャート図及び／又はブロック図のブロック又は複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実施する手段を生成することが、理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、特定の方法で機能するよう睡眠監視システム１０に指示できるコンピュータ可読媒体に格納されても良い。
【００８５】
コンピュータプログラム命令は、プロセッサ３１にロードされて、プロセッサ３１上で一連の動作ステップを実行させ、コンピュータが実施する処理を実現し、プロセッサ３１上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１又は複数のブロックで指定される機能／動作を実施する処理を提供するようにしても良い。コンピュータプログラムは、睡眠監視システム１０の部分を形成して良く、例えば睡眠監視システム１０にインストールされて良い。
【００８６】
留意すべきことに、上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく、当業者は添付の請求の範囲から逸脱することなく多数の代替の実施形態を考案できる。請求項中、括弧内に記載された如何なる参照符号も、請求項を制限すると見なされるべきではない。用語「有する（comprising）」は、請求項中に列挙された以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の前にある単数を表す語（「ａ」、「an」）は、このような要素の複数の存在を排除しない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェア手段により実施され得る。複数の手段を列挙している装置の請求項では、これらの複数の手段は、１つの同一のハードウェア要素により実装することができる。特定の量が相互に異なる従属請求項に記載されるという事実は、これらの量の組合せが有利に用いることが出来ないことを示すものではない。
【図１】
2019519277.tif 000004
【図２】
2019519277.tif 000005
【図３】
2019519277.tif 000006
【図４】
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【図５】
2019519277.tif 000008
【図６】
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【図７】
2019519277.tif 000010
【図８】
2019519277.tif 000011
【図９】
2019519277.tif 000012
【図１０】
2019519277.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月14日(2019.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の睡眠を監視する睡眠監視システムであって、ＣＯ２センサと、更なる複数の異なるセンサと、複数の異なる出力装置と、該ＣＯ２センサ及び該更なる複数の異なるセンサ及び該出力装置に通信可能に結合されるプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、
前記ＣＯ２センサにより生成されたセンサデータからのＣＯ２濃度を監視し、
前記の監視したＣＯ２濃度から睡眠パターン情報を導出し、前記睡眠パターン情報は、少なくとも、前記被検者が覚醒していることの指示、及び前記被検者が眠っていることの指示を有し、
前記更なる複数の異なるセンサからのデータに基づき前記被検者が眠ろうとしていることの指示を提供する、
よう適応され、
前記プロセッサは、さらに、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より大きいとき、前記被検者が覚醒していることの指示を提供し、
前記監視したＣＯ２濃度の前記上昇レートが前記第１閾より小さいとき、前記被検者が眠っていることの指示を提供し、
前記被検者が眠ろうとしていることの指示から前記被検者が眠っていることの指示まで、前記複数の異なる出力装置のうちの１又は複数の選択した出力装置に、それぞれの感覚刺激を生成するよう指示する、よう構成される、睡眠監視システム。
【請求項２】
前記睡眠パターン情報は、睡眠効率の指示を更に有し、前記プロセッサは、
前記被検者が眠ろうとしていることの前記指示により開始され及び前記被検者が起きようとしていることの指示により終了する第１時間期間、及び、
前記被検者が眠っていることの指示により開始し及び前記被検者が眠っていることの前記指示に続く前記被検者が覚醒していることの指示により終了する第２時間期間、
から前記睡眠効率の前記指示を計算するよう適応される、請求項１に記載の睡眠監視システム。
【請求項３】
前記プロセッサは、さらに、前記監視したＣＯ２濃度から、前記被検者の前記センサデータから睡眠段階を識別するよう適応され、前記プロセッサは、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが前記第１閾より大きいとき、前記被検者が覚醒していると識別し、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが前記第１閾と第２閾との間であるとき、浅い睡眠段階を識別し、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが前記第２閾より低いとき、深い睡眠段階を識別する、
よう適応される、請求項１又は２に記載の睡眠監視システム。
【請求項４】
前記被検者に対する感覚刺激を生成する出力装置を更に有し、前記プロセッサは、さらに、識別した睡眠段階に応答して、前記出力装置に対する制御信号を生成するよう適応され、前記出力装置は、香気放出装置、音声出力装置、及び光出力装置のうちの少なくとも１つを有する、請求項３に記載の睡眠監視システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、さらに、前記被検者の起床時間の前の所定時間長だけ、前記出力装置に対する制御信号を生成するよう適応される、請求項４に記載の睡眠監視システム。
【請求項６】
前記プロセッサはさらに、
前記識別した睡眠段階に応じて、前記複数の異なる出力装置のうちの１又は複数の選択した出力装置にそれぞれの感覚刺激を生成するよう指示するよう適応され、又は、 前記識別した睡眠段階に応答して、ファンに対する制御信号を生成するよう適応される、
請求項５に記載の睡眠監視システム。
【請求項７】
前記睡眠監視システムは、少なくとも部分的に空調機、空気清浄機、人工呼吸機、又は調湿機に含まれる、請求項６に記載の睡眠監視システム。
【請求項８】
前記ＣＯ２センサを有する第１装置と、前記プロセッサを有する第２装置と、を有し、前記第１装置及び前記第２装置は、それぞれ、前記第１装置と前記第２装置との間の無線通信リンクを確立する無線通信モジュールを有し、前記第２装置はウェアラブル装置又はモバイル通信装置である、請求項１乃至７のいずれかに記載の睡眠監視システム。
【請求項９】
被検者の睡眠を監視する方法であって、前記方法は、
測定したＣＯ２濃度を受信するステップと、
前記測定したＣＯ２濃度から睡眠パターン情報を導出するステップであって、前記睡眠パターン情報は、少なくとも、前記被検者が覚醒していることの指示、及び前記被検者が眠っていることの指示を含む、ステップと、
複数の異なるセンサからのデータに基づき前記被検者が眠ろうとしていることの指示を提供するステップと、
を有し、
前記睡眠パターン情報を導出するステップは、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より大きいとき、前記被検者が覚醒していることの指示を提供するステップと、
前記監視したＣＯ２濃度の上昇レートが第１閾より低いとき、前記被検者が眠っていることの指示を提供するステップと、
前記被検者が眠ろうとしていることの指示から前記被検者が眠っていることの指示まで、複数の異なる出力装置のうちの１又は複数の選択した出力装置に、それぞれの感覚刺激を生成するよう指示するステップと、
を有する、方法。
【請求項１０】
睡眠パターン情報を導出するステップは、睡眠効率を決定するステップ、又は前記被検者の睡眠段階を決定するステップ、を有し、任意的に、睡眠効率を決定するステップは、
前記被検者が眠ろうとしていることの指示により開始し及び前記被検者が起きようとしていることの指示により終了する第１時間期間、及び、
前記被検者が眠っていることの指示により開始し及び前記被検者が眠っていることの前記指示に続く前記被検者が覚醒していることの指示により終了する第２時間期間、
から前記睡眠効率の指示を計算するステップを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれかに記載の睡眠監視システムのプロセッサ上で実行されると、前記プロセッサに請求項９乃至１０のいずれに記載の方法を実施させるコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
センサ装置２０は、監視されるべき被検者の近くに置かれ得る独立型装置、例えばセンサボックス等であって良い。例えば、センサ装置２０は、患者の眠るベッドに、例えばベッドの頭板に挟める又は固定できるよう寸法決めされて良い。したがって、患者によるＣＯ２の呼気により生じるＣＯ２濃度の変化は、センサ装置２０の置かれた限定空間内の、例えば被検者の眠る寝室内の全空気体積にＣＯ２が拡散する前に、センサ装置２０により正確に監視できる。代替の実施形態では、センサ装置２０は、以下に詳述するように、限定空間内の大気条件を変更するよう適応される機器の部分を形成して良い。例えば、このような機器は、限定空間内の大気（空気）の清浄、湿度、温度、及び匂いレベルのうちの少なくとも１つを調整するよう適応されて良い。このような機能は、例えば、空気清浄機、空調機、空気調湿機、香り放出機、又は上述の機能のうちの１又は複数を含むいかなる機器に含まれて良い。
【国際調査報告】
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